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EP3385014B1 - Verfahren zur herstellung eines bohrwerkzeugs für die spanabhebende bearbeitung von werkstücken sowie bohrwerkzeug - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines bohrwerkzeugs für die spanabhebende bearbeitung von werkstücken sowie bohrwerkzeug Download PDF

Info

Publication number
EP3385014B1
EP3385014B1 EP18165570.5A EP18165570A EP3385014B1 EP 3385014 B1 EP3385014 B1 EP 3385014B1 EP 18165570 A EP18165570 A EP 18165570A EP 3385014 B1 EP3385014 B1 EP 3385014B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
hard
ultra
cutting edge
hard metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP18165570.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3385014C0 (de
EP3385014A1 (de
Inventor
Horst Lach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jakob Lach GmbH and Co KG
Original Assignee
Jakob Lach GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jakob Lach GmbH and Co KG filed Critical Jakob Lach GmbH and Co KG
Publication of EP3385014A1 publication Critical patent/EP3385014A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3385014C0 publication Critical patent/EP3385014C0/de
Publication of EP3385014B1 publication Critical patent/EP3385014B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/18—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing
    • B23B27/20—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material with cutting bits or tips or cutting inserts rigidly mounted, e.g. by brazing with diamond bits or cutting inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/02—Twist drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2222/00—Materials of tools or workpieces composed of metals, alloys or metal matrices
    • B23B2222/28—Details of hard metal, i.e. cemented carbide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/12—Boron nitride
    • B23B2226/125—Boron nitride cubic [CBN]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/31—Diamond
    • B23B2226/315—Diamond polycrystalline [PCD]

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a drilling tool for the machining of workpieces, in particular made of non-ferrous metals, plastics or composite materials according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a drilling tool for the machining of workpieces, in particular made of non-ferrous metals, plastics or composite materials, according to the preamble of claim 5.
  • a method for producing a drilling tool and a drilling tool of the type mentioned are from the WO 2010/034410 A1 known.
  • the known drilling tool has at least three areas along its axial extent, with at least three adjacent areas alternately comprising tough and hard material.
  • This is a layered structure in which a layer of hard material is arranged between two layers of tough material.
  • the different areas are produced in a common sintering process, whereby This sintered product is then connected to a fourth area in a suitable manner, such as soldered or glued.
  • the WO 00/44518 A1 refers to a chip-breaking tool, whereby a chip breaker or a chip breaker is incorporated into a chip breaker part and not, as usual, incorporated directly into the hard cutting material.
  • the chip breaker part is firmly connected to the cutting part, for example a polycrystalline diamond, and forms a three-layer sandwich composite plate with a support, which is attached and soldered to the tool base body.
  • the US 2003/0063955 A1 relates to a cutting insert formed from a flat composite wafer with a predefined shape and thickness.
  • the wafer includes a middle layer made of ultra-hard material, which is sintered between two support layers or on a support layer.
  • the wafer comprises at least one profiled chip breaker, which is formed in the direction of the cutting edge by removing the supporting layer.
  • the cutting tool includes a cutting insert with a preformed discrete cutting edge that encloses a curved cutting corner of the insert.
  • the cutting edge includes a top layer and a bottom layer made of a relatively harder material than the top layer.
  • the lower layer is made of polycrystalline diamond (PCD) or a polycrystalline cubic boron nitride (CBN) material, while the upper layer is made of cemented carbide.
  • the cutting insert may further include a chip control structure formed in the cutting edge and including a plurality of facets formed on either side of a centerline to provide chip control during a cutting operation.
  • the chip control structure can be formed in a two-step process to expose part of the lower layer.
  • the discrete cutting edge can be brazed to the cutting insert before the chip control structure is formed.
  • a cutting element having a cutting edge which is formed from a sintered ultra-hard layer of polycrystalline diamond (PKD) or polycrystalline boron nitride (PKBn) which is firmly connected to a support layer made of hard metal its base layer made of hard metal on a base body, e.g. B. consists of hard metal or steel, soldered on.
  • PLD polycrystalline diamond
  • PVBn polycrystalline boron nitride
  • the cutting edge with rake face for example, is then formed in the ultra-hard layer. B. formed by grinding, a laser process or an erosion process.
  • the cutting element has been cut out, for example, from a round, disc-shaped, commercially available blank with the ultra-hard PCD or PKBn layer and the base layer made of hard metal.
  • the present invention is based on the object of providing an alternative method for producing cutting tools and a cutting tool of the type mentioned at the outset, which offers a wide range of applications with simple production.
  • the object is achieved according to the invention by the features of claim 1.
  • the hard metal support layer protrudes above the end face of the base body, with an active part protruding above the end face being formed at least in sections from the hard metal support layer in the form of at least a portion of the cutting edge of a drill bit or drill cutting edge.
  • the ultra-hard layer of the cutting element which forms at least a section of the cutting edge, is connected directly to the base body and the hard metal support layer extends over the end face of the base body and is available for further processing.
  • an active part of the cutting element that protrudes or protrudes above the end face is formed, at least in sections, preferably by means of a grinding, laser or eroding process. This opens up a variety of design options because the active part is in shape at least a portion of the cutting edge of a drill bit or drill cutting edge can be formed.
  • the method according to the invention takes a completely new approach compared to the prior art.
  • the reverse arrangement of the cutting element compared to the prior art results in previously unimagined possibilities both in the production and in the design of the cutting tool.
  • the hard metal base layer protruding above the end face of the base body is available as an active part and/or as a chip-bearing part.
  • the ultra-hard layer of the cutting element is soldered to the base body, which preferably comprises a vacuum-solderable material, such as hard metal, sintered metal, ceramic or steel, by a soldering process, preferably a vacuum soldering process.
  • the cutting edge with an adjacent cutting surface is then formed in a surface of the ultra-hard layer adjacent to the hard metal base layer.
  • the cutting edge with an adjacent rake face is formed by removing the hard metal base layer, preferably using a grinding, laser or eroding process.
  • the cutting element can be cut out from a preferably round, disc-shaped blank, such as PCD blank.
  • the invention further relates to a drilling tool according to the preamble of claim 5.
  • the ultra-hard layer is vacuum soldered to the base body.
  • the cutting edge of the drill cutting edge with an adjacent cutting surface is formed in a surface of the ultra-hard layer adjacent to the hard metal support layer.
  • Sections of the cutting edge of the drill tip with an adjacent rake face are formed in the hard metal base layer, with the sections of the cutting edge of the drill tip or drill cutting edge continuously merging into one another.
  • the cutting edges with adjacent cutting surfaces are produced by removing the hard metal base layer in areas, preferably by a grinding, laser or eroding process, in the hard metal layer and/or the surface of the ultra-hard layer adjacent to the hard metal base layer.
  • a thickness ratio D UB /D HB between the hard metal layer and ultra-hard layer in the range 0.2 ⁇ D HB /D UB ⁇ 5.0, preferably 0.3 ⁇ D HB /D UB ⁇ 2.0.
  • the drilling tools can have a diameter in the range from 2 mm to 12 mm, preferably 3 mm to 10 mm.
  • the Fig. 1 and 2 generally show a side view of a base body 10 with a cutting element blank 12 for producing a cutting tool.
  • the cutting tool is manufactured in such a way that it initially consists of a round, disc-shaped, commercially available blank, such as a PCD blank, consisting of a sintered ultra-hard layer 16 made of polycrystalline diamond (PKD) or polycrystalline boron nitride, which is firmly connected to a hard metal base layer 14 (PKBn), the cutting element blank 12 is cut out to fit.
  • PLD polycrystalline diamond
  • PVBn hard metal base layer 14
  • the cutting element blank is soldered to its ultra-hard layer 16 in a recess 18 of the base body 10.
  • the soldering process is preferably carried out under vacuum.
  • Fig. 2 shows a section of the base body 10 with the cutting element blank 12 soldered in.
  • the 3 and 4 show, purely by way of example, a cutting tool 20 in the form of a cutting plate with a chip breaker function.
  • the cutting element blank 12 is formed into a cutting element 21, preferably by means of a grinding, laser or eroding process.
  • the hard metal base layer 14 is removed at least in areas in order to form a cutting edge 22 and a chip surface 24 adjacent to the cutting edge 22 in a surface adjacent to the hard metal base layer 14.
  • the hard metal support layer 14 is formed, at least in some areas, as a chip-carrying part 26, such as a chip breaker, with a chip guide surface 28 which is constantly adjacent to the chip surface 24, preferably by a grinding, laser or eroding process.
  • a chip-carrying part 26 such as a chip breaker
  • Fig. 5 shows a side view of an embodiment of a drilling tool 30.
  • a cylindrical cutting element blank is soldered onto an end face 32 of a cylindrical, preferably spiralized base body 34.
  • the cutting element blank comprises a sintered ultra-hard layer 38, such as a PCD layer or PKBn layer, which is firmly connected to a hard metal support layer 36.
  • the cutting element blank is soldered with its ultra-hard layer 38 to the end face 32 of the base body 34, preferably vacuum soldered.
  • a cutting element 40 can then be formed from the cutting element blank, preferably using a grinding, laser or eroding process.
  • a cylindrical jacket-shaped section is formed from the ultra-hard layer 38, which merges into a first section of a cutting edge 42 with a rake surface 44 of a drill tip 46.
  • An active part in the form of the drill tip 46 with a second section of the cutting edge 42 is formed from the hard metal support layer 36.
  • the sections of the cutting edge 42 continuously merge into one another.
  • the cutting edges 42 and rake surfaces 44 formed in the ultra-hard layer 38 and the hard metal layer 36 merge into or adjoin chip grooves 48 which are formed in the steel, ceramic or hard metal base body.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrwerkzeugs für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere aus Nichteisenmetallen, Kunststoffen oder Kompositwerkstoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Bohrwerkzeug für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere aus Nichteisenmetallen, Kunststoffen oder Kompositwerkstoffen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrwerkzeugs sowie ein Bohrwerkzeug der eingangs genannten Art sind aus der WO 2010/034410 A1 bekannt. Das bekannte Bohrwerkzeug weist entlang seiner axialen Erstreckung mindestens drei Bereiche auf, wobei mindestens drei benachbarte Bereiche abwechselnd zähes und hartes Material umfassen. Dabei liegt eine Schichtstruktur vor, bei der eine Schicht aus hartem Material zwischen zwei Schichten aus zähem Material angeordnet ist. Nach dem Stand der Technik ist vorgesehen, dass die verschiedenen Bereiche in einem gemeinsamen Sinterprozess hergestellt werden, wobei dieses Sinterprodukt anschließend mit einem vierten Bereich in geeigneter Weise verbunden, wie verlötet oder verklebt, wird.
  • Auch wird vorgeschlagen, die Bereiche einzeln herzustellen, und dann in einem zweiten Schritt in geeigneter Weise beispielsweise durch Löten oder Kleben gegebenenfalls mit weiteren Bereichen zu einem Werkzeug zu verbinden.
  • Die WO 00/44518 A1 bezieht sich auf ein spanbrechendes Werkzeug, wobei ein Spanbrecher bzw. eine Spanleitstufe in ein Spanbrecherteil eingearbeitet und nicht wie üblich unmittelbar in den harten Schneidstoff eingearbeitet ist. Der Spanbrecherteil ist mit dem Schneidenteil, z.B. einem polykristallinen Diamant, fest verbunden und bildet mit einer Auflage eine dreilagige Sandwich-Verbundplatte, welche im Werkezuggrundkörper befestigt wie verlötet ist.
  • Die US 2003/0063955 A1 betrifft einen Schneideinsatz, der aus einem flachen Komposit-Wafer mit vordefinierter Form und Dicke gebildet ist. Der Wafer umfasst eine Mittenschicht aus ultrahartem Material, welche zwischen zwei Tragschichten oder auf einer Tragschicht aufgesintert ist. Der Wafer umfasst zumindest einen profilierten Spanbrecher, der in Richtung der Schneidkante durch Abtragen der Tragschicht ausgebildet ist.
  • Ein Verfahren und ein Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art sind des Weiteren aus der DE 10 2012 002 547 A1 bekannt. Das Schneidwerkzeug umfasst einen Schneideinsatz mit einer vorgeformten diskreten Schneide, die eine gebogene Schneidenecke des Einsatzes umschließt. Die Schneide umfasst eine obere Lage und eine untere Lage, die aus einem relativ härteren Material als die obere Lage hergestellt ist. In einer Ausführungsform ist die untere Lage aus polykristallinem Diamant (PCD) oder einem polykristallinen kubischen Bornitridmaterial (CBN) hergestellt, während die obere Lage aus Hartmetall hergestellt ist. Der Schneideinsatz kann ferner eine Spankontrollstruktur enthalten, die in der Schneide gebildet ist und mehrere Facetten umfasst, die auf beiden Seiten einer Mittellinie gebildet sind, um eine Spankontrolle während eines Schneidvorgangs zu ermöglichen. Die Spankontrollstruktur kann in einem zweistufigen Prozess gebildet werden, um einen Teil der unteren Lage freizulegen. Die diskrete Schneide kann an den Schneideinsatz angelötet werden, bevor die Spankontrollstruktur geformt wird.
  • Bei einem Weiteren aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs wird ein eine Schneidkante aufweisendes Schneidelement, welches aus einer fest mit einer Tragschicht aus Hartmetall verbundenen wie versinterten ultraharten Schicht aus polykristallinem Diamant (PKD) oder polykristallinem Bornitrid (PKBn) gebildet ist mit seiner Tragschicht aus Hartmetall auf einen Grundkörper, der z. B. aus Hartmetall oder Stahl besteht, aufgelötet. Anschließend wird in der ultraharten Schicht die Schneidkante mit Spanfläche z. B. durch Schleifen, ein Laserverfahren oder ein Erodierverfahren ausgebildet.
  • Das Schneidelement ist beispielsweise aus einem runden, scheibenförmigen, im Handel erhältlichen Rohteil (Ronde) mit der ultraharten PKD- oder PKBn-Schicht und der Tragschicht aus Hartmetall passend ausgeschnitten worden.
  • Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zur Herstellung von Schneidwerkzeugen sowie ein Schneidwerkzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das bei einfacher Herstellung einen breiten Anwendungsbereich bietet.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Hartmetalltragschicht steht über der Stirnfläche des Grundkörpers hervor, wobei aus der Hartmetalltragschicht zumindest abschnittsweise ein über der Stirnfläche vorstehender aktiver Teil in Form zumindest eines Abschnitts der Schneidkante einer Bohrspitze oder Bohrschneide ausgebildet wird.
  • Die zumindest einen Abschnitt der Schneidkante bildende ultraharte Schicht des Schneidelementes ist unmittelbar mit dem Grundkörper verbunden und die Hartmetalltragschicht erstreckt sich über der Stirnfläche des Grundkörpers und steht zur weiteren Bearbeitung zur Verfügung.
  • Aus der überstehenden Hartmetalltragschicht wird zumindest abschnittsweise ein über der Stirnfläche vorstehender bzw. überragender aktiver Teil des Schneidelementes, vorzugsweise mittels eines Schleif-, Laser- oder eines Erodierverfahrens ausgebildet. Somit ergeben sich eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten, da der aktive Teil in Form zumindest eines Abschnitts der Schneidkante einer Bohrspitze oder Bohrschneide ausgebildet werden kann.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird gegenüber dem Stand der Technik ein völlig neuer Weg eingeschlagen. Durch die im Vergleich zum Stand der Technik umgekehrte Anordnung des Schneidelementes ergeben sich sowohl bei der Herstellung als auch bei der Gestaltung des Schneidwerkzeuges bisher ungeahnte Möglichkeiten. Insbesondere steht die über der Stirnseite des Grundkörpers vorstehende Hartmetalltragschicht als aktives Teil und/oder als spanführendes Teil zur Verfügung.
  • Die ultraharte Schicht des Schneidelementes wird durch ein Lötverfahren, vorzugsweise ein Vakuumlötverfahren, mit dem Grundkörper, der vorzugsweise ein im Vakuum lötbares Material, wie Hartmetall, Sintermetall, Keramik oder Stahl umfasst, verlötet. Anschließend wird die Schneidkante mit angrenzender Spanfläche in einer an die Hartmetalltragschicht angrenzenden Fläche der ultraharten Schicht ausgebildet.
  • Vorzugsweise wird die Schneidkante mit angrenzender Spanfläche durch Abtragen der Hartmetalltragschicht, vorzugsweise mittels eines Schleif-, Laser- oder Erodierverfahrens, ausgebildet.
  • Das Schneidelement kann aus einem vorzugsweise runden, scheibenförmigen Rohteil, wie PKD-Ronde, passend ausgeschnitten werden.
  • Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Bohrwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die ultraharte Schicht mit dem Grundkörper vakuumverlötet ist.
  • Die Schneidkante der Bohrschneide mit angrenzender Spanfläche ist in einer an die Hartmetalltragschicht angrenzenden Fläche der ultraharten Schicht ausgebildet.
  • Abschnitte der Schneidkante der Bohrspitze mit angrenzender Spanfläche sind in der Hartmetalltragschicht ausgebildet, wobei die Abschnitte der Schneidkante der Bohrspitze oder Bohrschneide stetig ineinander übergehen.
  • Die Schneidkanten mit angrenzenden Spanflächen sind durch bereichsweises Abtragen der Hartmetalltragschicht, vorzugsweise durch ein Schleif-, Laser- oder ein Erodierverfahren, in der Hartmetallschicht und/oder der an die Hartmetalltragschicht angrenzenden Fläche der ultraharten Schicht, hergestellt.
  • Rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend ist bei einem Schneidelement für ein Bohrwerkzeug vorgesehen, dass die Hartmetalltragschicht eine Dicke DHB im Bereich von 0,3 mm ≤ DHB ≤ 10 mm, vorzugsweise im Bereich 0,4 mm ≤ DHB ≤ 6,5 mm, insbesondere DHB = 0,75 mm, aufweist und dass die ultraharte Schicht eine Dicke DUB im Bereich von 0,7 mm ≤ DUB ≤ 3,5 mm, vorzugsweise im Bereich von 1,0 mm ≤ DUB ≤ 1,8 mm, insbesondere DUB = 1,5 mm aufweist.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass bevorzugt, jedoch nicht schutzbereichseinschränkend, ein Dickenverhältnis DUB/DHB zwischen Hartmetallschicht und ultraharten Schicht im Bereich 0,2≤ DHB/DUB ≤ 5,0, vorzugsweise 0,3≤ DHB/DUB ≤ 2,0 liegt.
  • Rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend können die Bohrwerkzeuge einen Durchmesser im Bereich von 2 mm bis 12 mm, vorzugsweise 3 mm bis 10 mm aufweisen.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht eines Grundkörpers mit einem Schneidelement-Rohling zur Herstellung eines nicht erfinderischen Schneidwerkzeugs,
    Fig. 2
    einen Abschnitt des Grundkörpers gemäß Fig. 1 mit verlötetem Schneidelement-Rohling,
    Fig. 3
    eine Seitenansicht eines nicht erfinderischen Schneidwerkzeugs,
    Fig. 4
    eine Einzelheit C aus Fig. 3 in größerem Maßstab und
    Fig. 5
    eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Bohrwerkzeugs.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen allgemein eine Seitenansicht eines Grundkörpers 10 mit einem Schneidelement-Rohling 12 zur Herstellung eines Schneidwerkzeugs. Die Herstellung des Schneidwerkzeugs erfolgt in der Weise, dass zunächst aus einem runden, scheibenförmigen, im Handel erhältlichen Rohteil, wie PKD-Ronde, bestehend aus einer fest mit einer Hartmetalltragschicht 14 verbundenen wie versinterten ultraharten Schicht 16 aus polykristallinem Diamant (PKD) oder polykristallinem Bornitrid (PKBn), der Schneidelement-Rohling 12 passend ausgeschnitten wird. Der Schneidelement-Rohling wird mit seiner ultraharten Schicht 16 in einer Aussparung 18 des Grundkörpers 10 verlötet. Das Lötverfahren erfolgt vorzugsweise unter Vakuum.
  • Fig. 2 zeigt einen Abschnitt des Grundkörpers 10 mit eingelötetem Schneidelement-Rohling 12.
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen rein beispielhaft ein Schneidwerkzeug 20 in Form einer Schneidplatte mit Spanbrecherfunktion.
  • Nach dem Verlöten wird der Schneidelement-Rohling 12, vorzugsweise mittels eines Schleif-, Laser- oder Erodierverfahrens, zu einem Schneidelement 21 ausgebildet. Die Hartmetalltragschicht 14 wird zumindest bereichsweise abgetragen, um in einer an die Hartmetalltragschicht 14 angrenzenden Fläche eine Schneidkante 22 sowie eine an die Schneidkante 22 angrenzende Spanfläche 24 auszubilden.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Hartmetalltragschicht 14 zumindest bereichsweise als ein spanführendes Teil 26, wie Spanbrecher, mit einer an die Spanfläche 24 stetig angrenzenden Spanleitfläche 28, vorzugsweise durch ein Schleif-, Laser- oder Erodierverfahren, ausgebildet.
  • Es kann vorgesehen sein, dass bevorzugt, jedoch nicht schutzbereichseinschränkend, ein Dickenverhältnis zwischen der Hartmetalltragschicht 14 und der ultraharten Schicht 16 im Bereich von 0,2 ≤ DHS / DUS ≤ 5,0, vorzugsweise im Bereich von 0,3 ≤ DHS / DUS ≤ 1,5, liegt.
  • Fig. 5 zeigt in Seitenansicht eine Ausführungsform eines Bohrwerkzeuges 30. Bei dieser Ausführungsform ist auf eine Stirnfläche 32 eines zylinderförmigen, vorzugsweise spiralisierten Grundkörpers 34 ein zylinderförmiger Schneidelement-Rohling aufgelötet. Der Schneidelement-Rohling umfasst eine fest mit einer Hartmetalltragschicht 36 verbundene wie versinterte ultraharte Schicht 38, wie PKD-Schicht oder PKBn-Schicht.
  • Der Schneidelement-Rohling ist mit seiner ultraharten Schicht 38 mit der Stirnfläche 32 des Grundkörpers 34 verlötet, vorzugsweise vakuumverlötet.
  • Sodann kann aus dem Schneidelement-Rohling, vorzugsweise mittels eines Schleif-, Laser- oder Erodierverfahrens, ein Schneidelement 40 ausgebildet werden. Durch bereichsweises Abtragen von Material wird aus der ultraharten Schicht 38 ein zylindermantelförmiger Abschnitt ausgebildet, der in einen ersten Abschnitt einer Schneidkante 42 mit Spanfläche 44 einer Bohrerspitze 46 übergeht. Aus der Hartmetalltragschicht 36 wird ein aktiver Teil in Form der Bohrerspitze 46 mit einem zweiten Abschnitt der Schneidkante 42 ausgebildet. Die Abschnitte der Schneidkante 42 gehen stetig ineinander über. Die in der ultraharten Schicht 38 und der Hartmetallschicht 36 ausgebildeten Schneidkanten 42 und Spanflächen 44 gehen in Spannuten 48 über bzw. grenzen an diese an, die in dem Stahl-, Keramik- oder Hartmetall-Grundkörper ausgebildet sind.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Bohrwerkzeugs (30), insbesondere Dübellochbohrer, für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere aus Nichteisenmetallen, Kunststoffen oder Kompositwerkstoffen, wobei ein eine Schneidkante (42) bildendes Schneidelement (40), welches aus einer fest mit einer Hartmetallschicht (36) verbundenen, wie versinterten, ultraharten Schicht (38) aus polykristallinem Diamant gebildet ist, fest mit einem Grundkörper (34) verbunden, wie verlötet, wird, wobei ein erster Abschnitt der Schneidkante als aktives Teil in Form einer Bohrschneide in der ultraharten Schicht und ein zweiter Abschnitt der Schneidkante als aktives Teil in Form einer Bohrspitze in der Hartmetallschicht ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Schneidelement (40) ein zylinderförmiger Schneidelement-Rohling mit ausschließlich zwei Schichten verwendet wird, nämlich einer Hartmetalltragschicht als Hartmetallschicht (36) und der mit der Hartmetalltragschicht versinterten ultraharten Schicht (38), wobei der Schneidelement-Rohling mit seiner ultraharten Schicht unmittelbar mit einer Stirnfläche des Grundkörpers (34) fest verlötet wird und mit seiner Hartmetalltragschicht über der Stirnfläche hervorsteht,
    und dass anschließend durch abschnittweises Abtragen der ultraharten Schicht und der Hartmetalltragschicht der erste Abschnitt der Schneidkante mit angrenzender Spanfläche (44) in der ultraharten Schicht und der zweite Abschnitt der Schneidkante mit angrenzender Spanfläche in der Hartmetalltragschicht ausgebildet werden, wobei die Abschnitte der Schneidkante (42) stetig ineinander übergehen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die ultraharte Schicht des Schneidelementes durch ein Vakuumlötverfahren mit dem Grundkörper, der vorzugsweise ein im Vakuum lötbares Material wie Hartmetall, Sintermetall, Keramik oder Stahl umfasst, verlötet wird.
  3. Verfahren nach zumindest Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Abtragen der Hartmetalltragschicht oder der ultraharten Schicht mittels eines Schleif-, Laser- oder Erodierverfahrens durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schneidelement-Rohling aus einem vorzugsweise runden, scheibenförmigen Rohteil, wie PKD-Ronde, passend ausgeschnitten wird.
  5. Bohrwerkzeug (30), insbesondere Dübellochbohrer, für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere aus Nichteisenmetallen, Kunststoffen oder Kompositwerkstoffen, umfassend einen zylinderförmigen, vorzugsweise spiralisierten Grundkörper ( 34), sowie ein mit dem Grundkörper fest verbundenes, wie verlötetes, Schneidelement (40) mit einer Schneidkante (42), wobei das Schneidelement ( 40) aus einer fest mit einer Hartmetallschicht ( 36) verbundenen, wie versinterten, ultraharten Schicht (38) aus polykristallinem Diamant gebildet ist, und wobei ein erster Abschnitt der Schneidkante (42) als aktives Teil in Form einer Bohrschneide in der ultraharten Schicht (38) und ein zweiter Abschnitt der Schneidkante (42) als aktives Teil in Form einer Bohrspitze in der Hartmetallschicht (36) ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Schneidelement (40) ein zylinderförmiger Schneidelement-Rohling mit ausschließlich zwei Schichten ist, nämlich einer Hartmetalltragschicht (36) und einer mit der Hartmetalltragschicht versinterten ultraharten Schicht (38) aus polykristallinem Diamant, wobei die die Schneidkante (42) zumindest abschnittsweise bildende ultraharte Schicht (38) des Schneidelementes (40) unmittelbar mit einer Stirnfläche (32) des Grundkörpers (34) verlötet ist und die Hartmetalltragschicht (36) über die Stirnfläche (32) hervorsteht und dass die Abschnitte der Schneidkante (42) mit angrenzender Spanfläche (44) durch bereichsweises Abtragen der ultraharten Schicht (38) und der Hartmetalltragschicht (36) gebildet sind, wobei die Abschnitte der Schneidkante (42) stetig ineinander übergehen.
  6. Schneidwerkzeug nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die ultraharte Schicht (38) mit dem Grundkörper ( 34) vakuumverlötet ist.
  7. Schneidwerkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bohrspitze und/oder die Bohrschneide des Schneidelementes durch ein Schleif-, Laser- oder Erodierverfahren hergestellt ist.
  8. Schneidwerkzeug nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Dickenverhältnis DHB/DSB zwischen einer Dicke DHB der Hartmetalltragschicht (36) und einer Dicke DSB der ultraharten Schicht (38) im Bereich 0,2 ≤ DHB/DUB ≤ 5,0, vorzugsweise 0,3 ≤ DHB/DUB ≤ 2,0 liegt.
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